数智赋能 | 世界高坝正拔地而起

雷霆万钧猛虎过，滔滔江水立奇功。

在四川白玉县与西藏贡觉县的交汇处，青藏高原的边沿地带，奔腾喧哗的金沙江水穿山破壁，气势汹汹奔腾而下。这里，人烟稀少，交通闭塞，自然环境恶劣，但翻腾的江水一路奔流，遇万象成千万形态，潜藏着无穷能量。大江之上，一座世界级的特高拱坝工程——叶巴滩水电站，肩负着“西部大开发”“西电东送““藏电外送”的战略使命，散发着“智慧”的光芒，正加速推进，拔地而起！

数智引领，迎难而上“破局”叶巴滩

叶巴滩水电站位于金沙江上游青藏高原边缘复杂地质带，平均海拔3000米，长冬无夏短春秋，大坝基坑最低温度接近零下20摄氏度，以“高寒、高海拔、高坝、高边坡”的技术难点，奠定其坝工界地位。

逢山开路，遇水架桥。由于地处横断山脉核心区，地质构造十分复杂，工程区人烟稀少，消息闭塞。通讯信号仅能覆盖少数集居乡镇，基础设施薄弱，仅有一条未硬化的县道——巴白路。而正是这样一块未经开发的处女地，在接下来的岁月里，布满中国电建成都院勘测设计人员的足迹。

成都院是叶巴滩水电站规划论证和勘测设计单位。2004年开始规划勘测设计工作，2006年对坝址区进行综合查勘。工程区断层多、应力高、卸荷深、地下洞室群规模宏大，可能存在岩爆、垮塌、岩体大变形等一系列问题，叶巴滩迫切需要开展数字化的全仿真、保姆式、实时动态的安全控制。为了解决诸多的设计难题以及需要在紧张的设计工期下，协同多达15个处于不同阶段的专业，成都院建立起了“职责分层”的数字化管理系统，搭建了一岗双责的设计团队，并配置了同步设计、异地协同的硬件环境，集成了个人设计、集中会商、数据集成、教育培训等多种应用场景，将数字化、智慧化理念，贯穿到了勘察设计全阶段。

在技术层面，成都院在数字化温控、地质勘探、拱坝体型设计、地下洞室围岩稳定、安全监测、环保等各项难题上都自主研发了对应的数字化平台与系统。针对勘察难题，成都院研发了勘察分析一体化GeoSmart系统，实现了多源异构地质信息的统一，点云拟合地质数据和参数驱动三维设计数据的统一。在此基础上建立的三维高精度地质信息模型，实现了600多条断层的自动解译，识别出了近百个关键块体。各类地质预报精度高达90%以上，有效支撑了工程设计。针对拱坝体型设计，成都院自研了拱坝体形数字化设计平台。比如拱坝体形调试，一个拱坝设计出来，体形要调试上千遍，以前全靠人工，一弄几个月。通过拱坝体型数字化平台，能进行数字化驱动、电脑自动迭代、辅助人工干预，一共拱坝体形下来只需要2天，真正把传统专家知识与经验，固化为可复用的数字化生产力。

叶巴滩工程通过数字化三维设计，将BIM技术应用于数字勘探、智能设计、智慧大坝等勘测设计全过程、全生命周期，探索出了水电工程高质量发展新路径。2022年，第十一届国家级BIM大赛“龙图杯”，成都院凭借《数智赋能BIM引领叶巴滩水电站勘察设计》斩获大赛最高等级奖项，设计组一等奖。

智治当先，协同突破“卡脖子”难题

2018年，叶巴滩水电站上游发生2次山体滑坡，阻断金沙江干流并形成堰塞湖。

如果对灾情判断不准确、应对不及时，两次溃堰的灾害预计将蔓延超过1000多公里，四川、西藏、云南将遭受巨大损失，伤亡将十分巨大。成都院国家勘察设计大师王仁坤连夜赶赴现场，经过24小时不间断研判，锁定了灾害发生位置、判断出了溃堰后的洪峰流量、制定了必须挖泄槽降洪峰以及沿途水库的应对方案，整个方案制定的过程同时运用了数字化模拟，对两次灾害进行了预报、预警和灾害演进模拟，洪水流量预报精度高达96%以上，全程人员无一伤亡，为抢险救灾做出了巨大贡献。

虽然湖灾的影响在众志成城下已然减少到最小，未对下游造成任何损失，然而巨大的洪水冲击仍然对叶巴滩水电站的已建部位造成了严重的水毁破坏，加之持续的新冠肺炎疫情冲击，工期延误了近两年。如何跑出“加速度”，如何在复杂的环境下突破困境，成为了业主单位、设计单位、施工单位需共同啃下的“硬骨头”。

据不完全测算，一年365天，一天之内上下温差超过15℃的全年有265天，一天之内上下温差超过20℃的全年有166天，同期此类工程，通常都有漫长的冬歇期，进行系统保温。为了“抢回”被耽误的工期，叶巴滩需要全年不间断施工。为了解决混凝土浇筑能在超长低温季连续施工，叶巴滩项目部进行了“高寒高海拔高拱坝温控防裂关键问题研究”“高寒高海拔混凝土高拱坝超长低温季连续施工智能化保障关键技术研究”。负责温控防裂关键问题研究的工程师王海波回忆道，为了监测到极端气候下的实验模块的状态，在叶巴滩一整个冬天，在近零下20度的凌晨，总能见设计者蹲在两个大铁块的旁边。

星光不问赶路人，时光不负实干者，在研究人员的日夜坚守下，叶巴滩实现了拱坝施工全过程虚拟仿真，模拟了一整套高寒条件下的温控防裂施工方法、标准和措施体系，代表了中国特高拱坝混凝土温控研究的最高水平。以前，一个大坝几千仓混凝土，哪些仓位可以开始浇筑，哪些仓位还需要做好温控，全靠人工和经验。现在90%的数字化判断，极大提高了效率，并且提高了保证率。

为了更好地应对灾害以及更高效高质的应对施工期的种种挑战，叶巴滩工程开发了“叶电云”数字建造平台，采用“1+3+N类模块”实时监测预警地质灾害，并进行应急管理。“叶电云”依托于智能温控、智能浇筑、智能灌浆3大系统，构建了综合管理、勘察设计管理、智慧大坝、智慧厂房、度汛管理等21个主要功能模块，形成了“感知+分析+控制”一体化智能操作系统，实现了“浇筑+温控+灌浆+振捣+防汛”等多位一体监控。管理人员能实时看到现场每个施工工作面，提升了叶巴滩工程建设质量，节约投资，实现了物理工程和数字工程并重的智慧工程。

科技赋能，打造世界级水电工程

走进叶巴滩营地的设代处办公楼，就能看见墙上的赫赫标语：一个宏伟目标，两个设计手段，三个环保理念。两个设计手段正代表成都院的数字化理念：正向设计，数字孪生，数据赋能，智慧引领。在环保方面，成都院基于数字工程，通过数字化规划、数字化分析、数字化设计、数字化监测，系统实施了流域栖息地保护、鱼类增殖放流和野化驯养、过鱼设备设施、分层取水、下泄水流气体过饱和控制等。构建了融入环境、融入文化、融入文明的数字化环保体系，打造了全景沉浸式风貌设计体系，真正实现“所想、所见、所得”三位一体正向设计，也最终成功入选联合国生物多样性保护案例。

成都院深入贯彻落实党中央加快建设科技强国、数字强国的重大决策部署，坚持贯彻集团“数字电建，智创未来”的战略，聚焦数字化转型新阶段，同时也积极落实业主加快建设“数字金上”的战略目标，将数字化应用贯穿项目始终，合力将叶巴滩水电站打造成世界一流的智慧水电工程。

近日，由成都院设计的叶巴滩数字化中心顺利竣工，标志着叶巴滩水电站向着“水电数字化转型”新运维模式又迈出了坚实的一步。叶巴滩数字化中心是国内首座建设在枢纽区，对电站施工期和运营期进行全面数字化管理的试点工程。它的建成将对已建成的数字化平台和智慧化应用实现集中管理，对充分挖掘“叶电云”的数据价值提供了基础条件。

守一城灯火，护万家平安。叶巴滩水电站作为金沙江上游最大的、“碳达峰、碳中和”的能源骨干工程，它的建设不仅造福了白玉、贡觉千家万户，拉动当地经济的发展，它产生的电能，还将穿越崇山峻岭，浩瀚山河，送往华中地区，把光明与温暖洒向那里的千家万户。